阿里雲楊敬宇：邊緣計算行業通識與阿里雲ENS的技術演進之路

近日，阿里雲楊敬宇在CSDN阿里雲核心技術競爭力線上峰會上進行了《5G基礎設施-阿里雲邊緣計算的技術演進之路》主題演講，針對5G時代下，行業和技術的趨勢、邊緣計算產業通識以及阿里雲邊緣計算從過去到未來的技術演進之路進行分享。

5G+AI需求推動邊緣計算不斷向前 算力分佈形態發生根本變化

回顧歷史，自從1994年接入網際網路，已經有20多年的時間，從應用場景看，終端從PC時代走到了移動時代，也包括電視、攝像頭、IoT等終端。而背後的基礎設施也從早期的自建伺服器，到當前全站上雲這種模式。整體看來，網路架構是雲、端兩層架構。

當5G來臨，消費網際網路逐漸向產業網際網路延伸，物聯網、工業網際網路、車聯網、醫療健康、線上教育、企業遠端視訊會議等大頻寬、低時延、大流量的場景被啟用，原有的雲、端兩層網路架構很難滿足新的產業網際網路之下對低時延、低成本以及本地化計算的需求，這就促成了邊緣計算出現的第一波應用。與此同時，5G的一個關鍵特性是，與2G、3G、4G的管道形式不同，5G允許在基站或者網路中的任何位置進行分流，所以5G也為邊緣計算提供了技術上的可行性。以上兩點，是邊緣計算在5G時代走上風口的最核心原因。

在雲、端兩層網路架構中，計算要麼發生是在雲上，要麼在手機、PC、電視機等終端上面，隨著IoT萬物智聯的普及，工業網際網路、車聯網、智慧家居、智慧城市、自動駕駛、雲辦公、3D影片等新型的產業應用出現之後，全部的計算發生在雲端可能無法滿足時延要求，而全部發生在端側，對端的要求又比較高。

所以，計算從原本的雲端兩層結構，逐漸遷移到基站以上和雲以下的位置，在城市這樣的位置實現距離與效率的平衡，演變成雲、邊、端三層結構，這將是未來主流的計算分佈形態。

楊敬宇： 2020年是劃時代的一年，是從消費網際網路走向產業網際網路的轉折之年，也是邊緣計算領域真正乘風而行的一年，期待5G邊緣計算能夠規模商用和真正落地。

邊緣計算行業通識：技術架構、產業協同與應用場景

前面也提到，5G原生支援在通訊管道內分流做邊緣計算，技術上具備了計算下沉到基站的可能性。也就是，在4G之前，在通訊網路中一頭是端，一頭是雲。如果把通訊網路比作一條高速公路，它是沒有服務區的，所有的資訊流都是從這條高速公路上流轉執行。5G有一個非常好的特性，就是允許在高速公路上修建服務區，當資訊在基站的位置，就可以把它分流出來進行本地計算，可以在社群網格、街道鄉鎮、地市區縣、省會城市等等整個通訊網路的任何一個位置實現計算。

在場景方面，未來沉浸式消費計算和產業網際網路會湧現大量的“低時延高可靠/大頻寬/大連線，低成本，屬地化”等邊緣計算需求。未來5G邊緣計算有一些產業應用會大量的湧現。同時，終端的計算上雲，比如雲遊戲、雲桌面等應用場景，不管是對使用者的成本，還是企業和裝置的成本與維護來講，都是最佳的狀態。

邊緣計算產業上下游有眾多參與者，主要包括運營商、雲廠商、專業服務廠商以及裝置和晶片商等，分別從各自的優勢來為邊緣計算產業發展提供助力。

雲廠商一直提供一種按需付費的雲服務，隨著產業網際網路的到來，雲廠商會結合邊緣計算將雲服務進一步延伸和擴充，大型、集中的計算還是交由雲中心來完成，對於時延、成本、本地化計算有強需求的則放在邊緣來完成。於運營商來講，邊緣計算是在運營商的都會網路或5G核心網、基站等位置去計算，計算就發生在運營商的整個網路體系裡面，無論是國外還是國內的三大運營商，目前對邊緣計算的投入都是非常大的。而專業服務廠商包括一些CDN廠商，他原來定義的計算其實是放在地級市這種IDC之中，還不是嚴格意義上的通訊網際網路的邊緣，同樣也是一種邊緣。另外，邊緣計算之中有一部分是裝置，比如在閘道器領域做邊緣計算，這就涉及到了裝置商和晶片廠商的領域了。

現階段邊緣計算的應用場景大約分兩大類，一類是需要在全國各地，甚至全球各地去部署這種分散式計算資源，典型應用就是CDN內容分發網路，它其實就是在分散式節點上去提供內容快取與轉發。未來線上教育、線上會議和其他場景也是分散式網際網路應用的核心場景。另外一類就是產業應用，對計算有本地化、低時延的訴求，可能在10公里、百公里範圍內就要完成計算，比如影片匯聚、智慧園區等等場景。

邊緣節點服務：開放、標準、靈活、易用的邊緣雲作業系統

談到公共雲與邊緣雲的區別以及邊緣雲的主要技術特徵和挑戰，楊敬宇認為主要有四點。

第一，公共雲與邊緣雲都是大規模，但是規模屬性不同。公共雲是中心式的大規模的雲，通常由少量的大資源去構成，而邊緣計算通常是由大量的小節點組成。同時，從技術上來講，公共雲的整個的保障體系、機房、電力、網路環境和邊緣雲所處環境是不太一樣的，所以邊緣雲與公共雲的建設、資產管理邏輯都有所不同，這也是它非常大的一個挑戰。

第二，邊緣雲並不是每1個小節點是一朵雲，楊敬宇所認為的邊緣雲，是上萬個節點或者上百萬的節點組成的一朵雲。所以邊緣雲是需要基於不可靠網際網路的形成集中管理、統一排程的，甚至當邊緣節點出現網路中斷的時候還能夠脫網自治。

第三，邊緣計算要承接物聯網、車聯網各種各樣的網路連線需求，所以邊緣計算要解決如何去做5G網路分流的問題，包括計算什麼樣的流量需要分流，分流計算完之後又該怎樣錄流，它不是簡單的提供一個計算服務，而是要雲網一體的去提供給客戶去使用。

第四，從客戶的使用方法上來講，以往公共雲大家習慣的方式是：買一個region、幾臺機器，還有一個IP，就會知道它在哪裡。但是邊緣計算如果沿用這樣的形式其實是可能會是一個災難。

楊敬宇做了個恰當的比喻：實際上，使用邊緣計算就應該像我們使用電話一樣，當電話的時候我一定會使用一個4G或一個基站，甚至當開車的時候，手機連著基站還是會不斷髮生變化，但是作為使用者並不會關心基站在什麼位置，我只是享受了打電話這個服務，我希望服務對我而言是無感的。所以，對於這種大規模邊緣計算基礎設施來講，不是簡單地去賣使用者一個一個節點的計算能力，而需要考慮如何提供給使用者一個在體驗上更加無縫、在成本上有極大幫助的這麼一套計算體系。我們一直將ENS比喻成一個作業系統，作業系統它的特點就是我的應用程式是基於程式、執行緒來使用CPU和記憶體，使用者不用關心這個程式到底在CPU的哪個核上以及它用哪個時間片去計算。所以，ENS作業系統要做的就是算力的管理以及算力的無縫使用，這是比公共雲更難處理的一部分。

如上圖所右側示，阿里雲ENS最底層仍然是各種各樣的基礎設施，基於這個基礎設施以及阿里雲的虛擬化、以及在網路計算儲存安全方面的技術沉澱，在上面形成一個大規模、分散式的未知未知無感的、遮蔽底下資源差異、規模差異和使用差異的一個邊緣雲作業系統或者邊緣計算平臺。透過能力的開放以及運維聯動，為上層應用提供了一套更便於使用的基礎設施。

阿里雲是從2017年開始進行技術上的打磨，並且基於遍佈全球的CDN節點去改造為邊緣計算節點，經過2年的發展，在2019年時，阿里雲邊緣計算其實做到了中國300多個地級市的全域覆蓋，將計算的時延控制在10毫秒以內。也就是當使用者去看影片，可能25幀的影片需要播放40毫秒，那麼10毫秒就會讓使用者的視覺上毫無換幀的感知，對於雲遊戲、雲桌面等應用，可以在時延上得到極大的滿足。

邊緣計算的概念近幾年十分火熱，但是各家在理解定義上，包括所實現的技術棧上，還是存在一定的差距。為了邊緣計算行業積極良性的發展，阿里雲在行業標準化方面也投入了大量的精力。2018年12月，阿里雲牽頭髮布了邊緣雲白皮書，在行業內首次定義了邊緣雲端計算的概念。在2019年9月的雲棲大會上，阿里雲聯合20多家單位對邊緣雲端計算的通用技術要求標準進行釋出，同時在12月份，阿里雲也獲得了由中國電子技術標準化研究院頒發的首批《邊緣雲標準符合性測試證照》，也意味著阿里雲在推進邊緣雲領域標準化建設上更進一步。

楊敬宇認為：阿里雲邊緣計算是要構建城市計算，也就是以地級市為單位的去逐漸部署邊緣雲基礎設施，為阿里巴巴經濟體與行業客戶的各類應用落實到邊緣雲提供助力，去賦能5G時代萬物智聯的智慧城市生活更快來臨。